Jean-Baptiste Biot

1. PREUSMJERI Predložak:Infookvir znanstvenik

Magnetsko polje oko ravnog električnog vodiča.

Jean-Baptiste Biot (Pariz, 21. travnja 1774. – Pariz, 3. veljače 1862.), francuski fizičar, astronom i matematičar . S L. J. Gay-Lussacom poduzimao pokusne istraživačke letove aerostatom radi proučavanja svojstava Zemljine atmosfere na različitim visinama (1804. podigao se na visinu od 7 000 metara). S D. F. Aragoom precizno izmjerio gustoću zraka i drugih plinova (1806.). Bavio se geodetskim mjerenjima i astronomskim mjerenjima duljine meridijana. Pokusima istraživao polarizaciju svjetlosti i otkrio optički zakret ravnine polarizacije svjetlosti u različitim tekućinama (1815.). Primijenio polarimetar (saharometar) u medicinskoj dijagnostici dijabetesa. Istraživao širenje zvuka u čvrstim tijelima te postavio teoriju širenja valova u tim tijelima. Najpoznatiji je po Biot-Savartovu pokusu za magnetsko polje ravne električne struje, kao i po Biot-Savartovu zakonu za magnetsko polje strujnog dijela. Bio je član francuske Akademije znanosti (od 1803.) i Kraljevskog društva (od 1815.).

Biot–Savartov zakon

Podrobniji članak o temi: Biot–Savartov zakon

Biot-Savartov zakon ili Laplaceov zakon je fizikalni zakon koji opisuje vezu između jakosti magnetskoga polja i stalne električne struje koja ga je prouzročila. Otkrili su ga J. Biot i F. Savart izvodeći su pokus (1820.) s dugim ravnim električnim vodičem kojim teče električna struja I između dvaju magnetskih štapova. Pokazali su da je jakost magnetskoga polja na udaljenosti R od vodiča razmjerna električnoj struji I, a obrnuto razmjerna toj udaljenosti, i da smjer jakosti magnetskoga polja ovisi o smjeru električne struje. P. Laplace poopćio je taj eksperimentalni rezultat u matematički vektorski zakon, koji daje iznos i smjer jakosti magnetskoga polja dH u bilo kojoj točki prostora na udaljenosti r od elementa električne struje I, što protječe vodičem proizvoljna oblika:

$\mathrm {d} {\boldsymbol {H}}={\frac {1}{4\cdot \pi \cdot R^{2}}}\cdot (I\cdot d{\boldsymbol {\ell }}\times {\frac {\mathbf {r'} }{|\mathbf {r'} |}})$

gdje je dl infinitezimalna duljina žice u smjeru električne struje. Može se izraziti i u obliku:

$\mathrm {d} {\boldsymbol {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\cdot \pi \cdot R^{2}}}\cdot (I\cdot d{\boldsymbol {\ell }}\times {\frac {\mathbf {r'} }{|\mathbf {r'} |}})$

gdje je B - magnetska indukcija, a μ₀ - magnetska permeabilnost vakuuma. Smjer jakosti magnetskoga polja može se odrediti prema pravilu desne ruke: ako ispruženi palac pokazuje smjer električne struje, tada su prsti savinuti u smjeru jakosti magnetskoga polja.

Biot-Savartov zakon je temelj za magnetostatiku, gdje igra sličnu ulogu kao Coulombov zakon u elektrostatici. Kada se magnetostatika ne primjenjuje, Biot-Savartov zakon zamjenjuje se Jefimenkovim jednadžbama. Zakon vrijedi u magnetostatskoj aproksimaciji, a sukladan je i Ampèreovom kružnom zakonu i Gaussovom zakonu za magnetizam.